降酚菌群JF的构建及特性研究

作     者：陈加辉 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何熙璞;陈保善

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：苯酚 生物降解 菌群 完全析因设计 特性 

摘      要：依据L27(313)完全析因设计法构建降酚菌群,并应用统计学方差分析法对实验结果进行分析。结果表明,菌株Klebsiella sp.C1对菌群降酚能力影响不显著,菌株Bacillus sp.F6和Arthrobacter sp.E2影响显著,两两组合Bacillus sp.F6:Arthrobacter sp.E2影响高度显著;Klebsiella sp.C1:Bacillus sp.F6与Klebsiella sp.C1:Arthrobacter sp.E2影响不显著;最优菌群JF的体积配比是V(Klebsiella sp.C1):V(Bacillus sp.F6)-V(Arthrobacter sp.E2)=2:1:3。通过考察菌群JF在密闭条件下降解苯酚基本特性发现,菌群降解苯酚在其对数生长期时效率最高;菌群JF生长与降酚最佳条件是:温度36℃,pH值8.0,盐度0.5 g·L-1;菌群JF对环境适应能力较强,在pH为4～10、温度15～45℃、盐度(NaCl)≤60 g·L-1范围内均能以苯酚(100～2500 mg·L-1)作为碳源和能源生长;菌群最大耐受酚浓度为2500 mg·L-1;菌群JF对KCl、Na2S04、NaCl、Na2CO3、NaN03、K3PO4、CH3COONa等常见废水所含盐类均具有一定耐受性;碳源乳糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、D-果糖、糖蜜和氮源硝酸铵、乙酸铵、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、胰蛋白、尿素、酵母粉、酪蛋白均能促进菌群生长和降解苯酚;碳源燕麦和氮源钼酸铵、柠檬酸三铵会抑制菌群生长,降低降酚速率;菌群JF具有降解有毒芳香类化合物的广谱性,除了能降解苯酚外,还能利用酚酞、氯苯、甲苯、苯乙烯、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、连苯三酚、偏苯三酚、均苯三酚等多种有毒芳香类化合物作为碳源,但不能利用萘、苯乙醛等物质进行生长。通过比较菌群JF与3株单菌株的降酚特性发现,菌群JF对环境适应能力更强,在耐受pH、温度、盐度、高浓度苯酚等能力方面有明显优势;能更广泛地利用各种盐类、碳源、氮源等物质为细胞生长代谢提供物质和能量基础,促进苯酚降解。同时该菌群具有更宽的降解底物广谱性,能够以多种有毒芳香类化合物为唯一碳源进行生长代谢。结果表明,菌群JF与单菌株Klebsiella sp.C1、Bacillus sp.F6、Arthrobacter sp.E2相比,在生物修复受酚污染环境方面具有明显优势。通过模拟实际废水处理工艺,考察了菌群JF在极端环境冲击下降酚能力变化情况。结果表明,该菌群无论在室温,还是在最佳生长温度下培养,抵抗高浓度(2000 mg·L-1)苯酚、高盐(NaCl浓度为60 g.L-1)、强酸(pH为5.0)、强碱(pH为9.0)等极端环境冲击能力均较强,苯酚去除效果良好;且该菌群能在低温(15℃)或温度交替变化(15℃→25℃→35℃→25℃→15℃→25℃→35℃…)环境下,保持长时间高效降酚能力。说明菌群JF在处理复杂含酚废水方面具有很好的应用前景。